package com.ahpu.lyf.binarysorttree;

public class BinarySortTreeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {7, 3, 10, 12, 5, 1, 9, 2};
        BinarySortTree binarySortTree = new BinarySortTree();
        //循环添加到二叉排序树
        for (int i : arr) {
            binarySortTree.add(new Node(i));
        }

        System.out.println("~~~~~~~~~~~~~前序遍历二叉树");
        binarySortTree.preOrder();
        System.out.println("~~~~~~~~~~~~~中序遍历二叉树");
        binarySortTree.infixOrder();

        //测试删除叶子节点
//        binarySortTree.delNode(2);

        //测试删除有一颗子树的节点
//        binarySortTree.delNode(1);

        //测试删除有两颗子树的节点
//        binarySortTree.delNode(10);

        binarySortTree.delNode(7);
        System.out.println("7");
        binarySortTree.delNode(1);
        System.out.println("1");
        binarySortTree.delNode(5);
        System.out.println("5");
        binarySortTree.delNode(9);
        System.out.println("9");
        binarySortTree.delNode(2);
        System.out.println("2");
//        System.out.println(binarySortTree.getRoot());
        binarySortTree.delNode(10);
        System.out.println("10");
//        System.out.println(binarySortTree.getRoot());
        binarySortTree.delNode(12);
        System.out.println("12");
        binarySortTree.delNode(1);
        System.out.println("1");
        binarySortTree.delNode(3);
        System.out.println("3");
        System.out.println("root="+binarySortTree.getRoot());

        binarySortTree.delNode(7);

        System.out.println("~~~~~~~~~~删除节点后");
        binarySortTree.infixOrder();
    }
}


class BinarySortTree {
    //保存树的根节点
    private Node root;

    public Node getRoot() {
        return root;
    }


    /**
     * 查找要删除的节点
     *
     * @param value 要 删除的值
     * @return 要删除的节点
     */
    public Node search(int value) {
        if (root == null) {
            return null;
        } else {
            return root.search(value);
        }
    }

    /**
     * 查找要删除的节点的父节点
     *
     * @param value 要删除的值
     * @return 返回要删除的节点的父节点
     */
    public Node searchParent(int value) {
        if (root == null) {
            return null;
        } else {
            return root.searchParent(value);
        }
    }

    /**
     * 查找以当前节点为根节点的最小节点，删除该节点并返回该节点的值
     *
     * @param node 当前节点
     * @return 以当前节点为根节点的最小节点的值
     */
    public Integer delRightTreeMin(Node node) {
        Node target = node;
        //循环查找左节点，就能找到最小值，因为这是BST树，小的在最左边且是叶子节点
        while (target.left != null) {
            target = target.left;
        }
        //循环结束时target指向最小的节点
        Integer value = target.value;
        delNode(value);
        return value;
    }

    public void delNode(int value) {
        if (root != null) {
            //先查找到要删除的节点
            Node targetNode = search(value);

            //没有找到要删除的节点
            if (targetNode == null)
                return;

            //该二叉树只有一个根节点
            if (root.left == null && root.right == null) {
                root = null;
                return;
            }

            //查找要删除节点的父节点
            Node parentNode = searchParent(value);

            //第一种情况
            //如果要删除的节点是叶子节点
            if (targetNode.left == null && targetNode.right == null) {
                System.out.println("~~~~~~要删除的节点是叶子节点");
                //要删除的节点是父节点的左子节点
                if (parentNode.left == targetNode)
                    parentNode.left = null;
                else    //要删除的节点是父节点的右子节点
                    parentNode.right = null;
            } else if (targetNode.left != null && targetNode.right != null) {
                System.out.println("~~~~~~要删除的节点是有两棵子树的节点");
                //得到要删除子树的最小值
                //删除当前节点下的最小值的叶子节点并将该值赋值给当前节点
                targetNode.value = delRightTreeMin(targetNode.right);
            } else { //删除只有一颗子树的节点
                System.out.println("~~~~~~要删除的节点是有一棵子树的节点");
                /*
                 * 如果最后只剩下两个节点，且要删除的节点是跟节点
                 * 此时是找不到根节点的父节点
                 */
                //如果要删除的节点的子树在左边
                if (targetNode.left != null) {
                    if (parentNode != null) {
                        //如果targetNode是parent的左子节点
                        if (parentNode.left == targetNode)
                            parentNode.left = targetNode.left;
                        else    //targetNode是parent的右边子节点
                            parentNode.right = targetNode.left;
                    } else {
                        root = targetNode.left;
                    }
                } else { //如果要删除的节点的子树在右边
                    if (parentNode != null) {
                        //如果targetNode是parent的左子节点
                        if (parentNode.left == targetNode)
                            parentNode.left = targetNode.right;
                        else    //targetNode是parent的右边子节点
                            parentNode.right = targetNode.right;
                    } else {
                        root = targetNode.right;
                    }
                }

            }
        } else
            System.out.println("空树,无法删除");
    }

    /**
     * 二叉排序树添加节点
     *
     * @param node 要添加的节点
     */
    public void add(Node node) {
        //首次初始化跟节点，将第一个添加的节点作为根节点
        if (root == null)
            root = node;
        else
            root.add(node);
    }

    /**
     * 中序遍历
     */
    public void infixOrder() {
        if (root!=null)
            root.infixOrder(root);
        else
            System.out.println("空树");
    }

    public void preOrder() {
        if (root!=null)
            root.preOrder(root);
        else
            System.out.println("空树");
    }
}


/**
 * 节点类
 */
class Node {
    Integer value;
    Node left;
    Node right;

    public Node(Integer value) {
        this.value = value;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Node[" +
                "value=" + value +
                ']';
    }

    /**
     * 查找要删除的节点
     *
     * @param value 要删除的节点的值
     * @return 返回要删除的节点
     */
    public Node search(int value) {
        //找到的就是要查找的节点直接返回该节点
        if (value == this.value) {
            return this;
        } else if (value < this.value) {    //如果要查找的值小于当前节点的值，则向左递归查找
            //左子节点为空直接返回null，结束当前层递归
            if (this.left == null) {
                return null;
            }
            //不为空向左递归并返回结果
            return this.left.search(value);
        } else { //如果要查找的值小于当前节点的值，则向右递归查找
            //右子节点为空直接返回null，结束当前层递归
            if (this.right == null) {
                return null;
            }
            //不为空向右递归并返回结果
            return this.right.search(value);
        }
    }

    /**
     * 查找要删除节点父节点
     *
     * @param value 要删除的节点
     * @return 返回要删除节点的父节点
     */
    public Node searchParent(int value) {
        //如果当前节点的左子节点或者右子节点就是要删除的节点，则直接返回该节点
        if ((this.left != null && this.left.value == value)
                || (this.right != null && this.right.value == value)) {
            return this;
        } else {
            //如果要删除的节点小于当前节点则向左递归
            if (this.left != null && value < this.value) {
                return this.left.searchParent(value);
                //如果要删除的节点大于等于当前节点则向右递归查找
            } else if (this.right != null && value >= this.value) {
                return this.right.searchParent(value);
            } else {
                //没有找到
                return null;
            }
        }
    }


    /**
     * 添加节点的方法，递归添加需要满足二叉排序树的要求
     *
     * @param node 要添加的节点
     */
    public void add(Node node) {
        if (node == null)
            return;

        //值小于等于当前节点的值，则放到左边，否则去添加到右边
        if (node.value <= this.value) {
            //如果左边为空，直接添加
            if (this.left == null)
                this.left = node;
            else
                //不为空则递归的向左边添加
                this.left.add(node);
        } else {
            //如果右边为空直接添加
            if (this.right == null)
                this.right = node;
            else
                //右边不为空则递归的向右边添加
                this.right.add(node);
        }
    }

    /**
     * 中序遍历二叉树
     *
     * @param node 当前节点
     */
    public void infixOrder(Node node) {
        if (node.left != null)
            infixOrder(node.left);
        System.out.println(node);
        if (node.right != null)
            infixOrder(node.right);
    }

    /**
     * 前序遍历二叉树
     *
     * @param node 当前节点
     */
    public void preOrder(Node node) {
        System.out.println(node);
        if (node.left != null)
            preOrder(node.left);
        if (node.right != null)
            preOrder(node.right);
    }

}
